首页 > 论文范文 > 工程工业论文 > 电力工业论文 > 电能论文 > 阐述研制并应用遥控语音播报多功能电能表的意义

阐述研制并应用遥控语音播报多功能电能表的意义

2020-02-28 206 上传者：管理员

摘要：现如今，随着居民生活水平的提升、用电量的日益增加，用户对自家的用电量及电费也越来越关注，但在现实中读取电能表的数据并不十分容易，给用户造成了诸多不便。基于此，为了方便用户，文章介绍了一款基于载波通信的室内便携式设备，可以“傻瓜式操作”一键快捷查询电量及电费等数据，目的在于减少部分用户因读取电表数据难而破坏表箱门封及95598电话咨询、投诉等现象。

关键词：
室内查询
电能表
电量电费
载波通信
加入收藏

目前配电网普遍采用常规多功能电子式电能表，可以实现对用户电能量的计量，收取用户侧电费，方便电力企业对计量的管理。然而，随着居民生活水平的提升、用电量的增加，用户对自家的用电量及电费也越来越关注，但现实中读取电能表的数据并不容易，这给用户造成诸多不便。大量用户选择拔掉门封或95598电话查询电量电费，极大增加了安全隐患及窃电风险，同时造成大量人力成本浪费。

本文介绍一款基于载波通信的室内便携式设备，方便于用户使用，能“傻瓜式操作”一键快捷查询电量及电费等数据，从而减少部分用户因读取电表数据难而破坏表箱门封及95598电话咨询和投诉，节约电力企业人力成本，提升客户服务满意度。

1、现状背景

据统计2017年度，深圳地区95598接听电费咨询电话约15万单，电量及电费异常投诉900多单。也就是说，深圳地区每天有四百多人次拨打95598电话咨询电量及电费。这样大量的95598电话咨询，极大增加了电力企业话务接听的工作量，造成了人力资源成本的浪费。同时，据调查发现城中村存在部分居民表箱门封被拔掉的现象，主要原因是电能表的数据无法观察和读取，这个问题存在极大的安全隐患及窃电风险，同时也大大增加了电力企业基层计量运维人员的工作量。

针对以上问题，经调查研究分析发现，导致以上问题原因如下：①居民电表安装高度一般为1.8-2.1m，用户通过表箱窗口读取电表数据十分困难，很多看不清楚。②电能表显示的数据很多，很多对用户并不实用，且需要一定的电力知识才能理解。③电能表的数据轮显过快，对于眼睛视力不好的人也是一个挑战。④极大部分用户对阶梯电价、峰谷电价等电价政策不太了解，更不清楚电量如何换算成电费。⑤电力客户中有相当一部分人不会，或者不愿意在供电企业网站、公众号查询电量及电费，更习惯性地打电话咨询或投诉。

因此，研究出一款方便客户“傻瓜式操作”快捷查询电量电费，减少客户破坏表箱门封及95598电话咨询、投诉的设备——遥控语音播报多功能电表，是十分必要且有意义的。

2、设备要求

便携式设备是能够在不改变居民现有的室内用电线路的前提下，实现居民用户自主抄读电量电费等信息的电力设备。此设备能够抄读居民电能表的实时用电量、电压、功率及剩余金额等功能，实现居民用户在家就能对电能表数据实时信息抄读。

设备需满足如下要求：该设备直接采用室内家用220V交流电供电，不需要额外的通讯线；该设备不需要精通专业知识，操作简单，适合普通大众居民用户；该设备不需要通过电脑发送指令，单独设备即插即用；该设备不需要移步到电能表旁边进行操作；该设备能一键查询用户用电量及其他相关数据(如电流电压等)；该设备应体积小，便于拿取和存放。

3、设备方案

设计设备终端采用微电子技术、电力载波通讯技术等当今最先进的技术。该装置能够通过现有的交流供电线路与居民用电仪表进行电能量信息的交互，通过电力线载波通讯链路抄读电能表，减少设备使用限制条件。

设备部分电路按模块化设计，这样一方面尽最大可能减少电路容量体积，另一方面针对目前市场上的电能表可以通过更换模块的方式满足通信的兼容性(见图1)。

图1 系统方案图

4、设备模块功能设计

遥控语音播报多功能电能表在设计上主要由如下部分构成：电源供电系统、CPU、人机交互系统(键盘、液晶显示屏)、载波通讯模块。其系统结构框图如图2所示。

图2 系统框图

电能表室内可视终端是一种基于载波通信的抄表装置。便携式抄表装置，包括载波模块、MCU控制模块、语音模块、显示模块、电源模块、红外接收管、遥控器7个功能模块。所述载波模块信号输出端通过UART串行与所述的MCU控制单元相连接，所述语音播报单元通过一条控制线和一条数据线与MCU控制单元相连接；所述显示单元通过SDA与SLC两条数据线与所述显示模块相连接；所述红外接收头与MCU通过一条数据线相连接；所述电源模块为载波模块、MCU控制单元、语音播报单元、显示模块、红外接收管提供工作电压。所述载波模块、MCU控制模块、语音模块、显示模块、电源模块、红外接收管都设计制作在一块印刷线路板上；所述遥控器与红外接收管通过红外线进行通信。设备功能模块接线图如图3所示。

图3 功能模块接线图

5、设备工作原理

遥控语音播报多功能电能表工作原理如下：第一步：按下遥控器当前电量查询键；第二步：红外接收管收到遥控器的当前电量查询指令，将遥控器的指令信息通过DA7rA线传递给MCU模块处理；第三步：MCU将当前电量查询指令解码后，通过TX数据线发送给电力载波模块，并将当前电量通过SDA数据线和SCL数据线发送给显示模块，显示模块显示汉字当前电量四个字；第四步：电力载波模块Rx端收到MCU7Ⅸ的当前电量查询指令后，将当前电量查询指令调制到电力载波上；第五步：电源模块将电力载波加载到N，L电力线上面；第六步：电表里面的电力载波模块收到当前电量查询指令后，将当前电量数据加载到N，L电力线上面发送出去；第七步：装置的电力载波模块通过N，L电力线收到电表端发送过来的数据后通过载波模块的TX线传递给MCU模块；第八步：MCU的Rx端收到数据后经过软件算法，将数据分别传递给显示模块和语音模块；第九步：显示模块收到数据后通过驱动芯片驱动点阵LCD显示当前电量；语音模块收到数据后通过语音芯片将数字转化为音频信号，音频信号通过功率放大后加载到喇叭端，通过喇叭播报当前电量。

6、设备应用

遥控语音播报多功能电能表应用于普通居民家庭中，让用户足不出户，在家里任何地方都能快捷查询到电量电费，尤其方便部分特定人群。该设备针对用户设定常用实用数据，数据实用性强，针对目前用户难以计算的阶梯电价、峰谷电价等设定算法，可计算查询电费，进一步增加了设备的应用推广性。

7、结语

该设备具有较高的推广使用价值，可在电力企业的用电客户中推广应用。该设备的应用，一方面，能极大提升客户查询电量电费便捷性，减少供电企业95598电话咨询、投诉量，节约企业人力成本，同时能进一步提升客户服务满意度，取得更大的社会效益。

参考文献：

[1]程杰.基于低压电力线载波和GPRs的集抄系统研究[D].南京:南京林业大学,2004.

郭祥.遥控语音播报多功能电能表的研制[J].技术与市场,2019,26(11):65-66.